俄羅斯S-300V地空飛彈系統

俄羅斯S-300V地空飛彈系統

俄羅斯S-300V地空飛彈系統 - 發展背景:S-300V的前期可行性論證開始於20世紀60年代初。蘇聯陸軍火箭炮兵總部下屬的第三研究所於1963~1964年首次完成了陸軍防空體系的系統總體論證報告。報告認為,地空飛彈是對付彈道飛彈的有效手段,但必須研製反戰術彈道飛彈與反巡航飛彈通用、反飛彈與反飛機通用的野戰地空飛彈武器系統。這是對過去反飛機專用型地空飛彈傳統概念的重大挑戰。因此在1965年,蘇聯科技委員會與陸軍火箭炮兵總部的第三研究所一共制定了“反戰術彈道飛彈與反巡航飛彈通用、反飛彈與反飛機通用地空飛彈武器系統”戰術技術研製任務書。雖然這一方案艱難地通過了答辯,但又遇到了新的阻力。

發展背景

S-300V的前期可行性論證開始於20世紀60年代初。蘇聯陸軍火箭炮兵總部下屬的第三研究所於1963~1964年首次完成了陸軍防空體系的系統總體論證報告。報告認為,地空飛彈是對付彈道飛彈的有效手段,但必須研製反戰術彈道飛彈與反巡航飛彈通用、反飛彈與反飛機通用的野戰地空飛彈武器系統。這是對過去反飛機專用型地空飛彈傳統概念的重大挑戰。因此在1965年,蘇聯科技委員會與陸軍火箭炮兵總部的第三研究所一共制定了“反戰術彈道飛彈與反巡航飛彈通用、反飛彈與反飛機通用地空飛彈武器系統”戰術技術研製任務書。雖然這一方案艱難地通過了答辯,但又遇到了新的阻力。
1968年,在一些部門的支持下,蘇聯國土防空司令部提出研製一種三軍通用的反飛機多通道新型防空飛彈系統,稱為S-500U,只用於反飛機。這一倡議得到蘇聯國家軍事工業綜合系統領導的支持。但經過陸軍火箭炮兵總部的堅持,蘇聯國家軍事工業綜合系統領導做出了一個折中方案,以通用化原則為前提來研製三軍通用的防空飛彈系統,並命名為S-300系統。國土防空軍使用的稱為S-300P,陸軍使用的稱為S-300V,海軍使用的稱為S-300F。至此,S-300面空飛彈族系正式出台(S-300F和S-300P的介紹見本刊2003年5期和6期)。因為是不同設計局、研究所研製,三軍通用化目的未能實現,只有指控站的搜尋雷達等設備達到了約50%的通用性。
1969年5月27日,S-300V的反導反飛機通用戰術技術等要求被下達:一,能夠殺傷中、近程戰術彈道飛彈;二,殺傷空地飛彈和巡航飛彈;三,殺傷在有源干擾機掩護下的戰略和戰術飛機、武裝直升機;四,在上述空襲武器大規模空襲的條件下,在複雜空情和干擾環境下,能有效掩護地面機動作戰部隊。
S-300V深刻影響了S-300P的改型發展。直到20世紀80年代末,S-300P的定貨方和研製方才意識到,國土防空中的高價值要地也迫切需要機動型反導反飛機通用的地空飛彈武器系統。因此,S-300P陸續研製發展了反導反飛機通用的S-300PMU系列地空飛彈。

系列型號與主要性能、用途

S-300V系列型號S-300V先後出現的型號有S-300V1、S-300V、S-300VM和S-300VM2,到目前已經歷了四個研製階段。
第一階段研製出的系統僅配用了一種射程較小的9M83飛彈及其它相應的配套裝備,1980~1981年通過國家聯合鑑定試驗,1983年裝備陸軍防空部隊,系統代號當時為S-300V1,攔截的目標類型主要是飛機、巡航飛彈和諸如“飛毛腿”、“長矛”之類的近程戰術彈道飛彈。
第二階段主要是為S-300V1進行補充設計,即再為系統配置一種射程更大的9M82飛彈及其配套裝備,採用了兩型飛彈、兩型發射單元的新系統,於1985~1986年通過了國家聯合鑑定試驗,1988年裝備陸軍防空部隊,攔截的目標類型增加到可對付“潘興”中程戰術彈道飛彈、空地飛彈,以及巡邏在100千米距離上的干擾飛機。
第三階段是射程增加了2~3倍的S-300VM系統,1993年前後裝備部隊。
第四階段是射程又增加2倍的S-300VM2系統(“安泰”-2500),1998年前後裝備部隊。
S-300V的用途與主要性能S-300V通常用於陸軍軍級以上的野戰防空,機動式陸基戰略彈道飛彈發射陣地的防空,也可用於國土防空。它以對付戰術彈道飛彈為主,也可對付高速飛機、遠距預警指揮機、干擾飛機等。
S-300V通常以旅為作戰單元,每個旅下轄4個火力單元(營級編制)。這4個營通過旅一級的指揮控制中心,即1套“巴良納”自動化指揮系統,形成一個地面防空作戰整體。
S-300V的飛彈所對付目標的速度範圍為0~3 000米/秒。對戰術彈道飛彈的最大殺傷距離為40千米,最小殺傷距離為13千米(9M82飛彈)和6~8千米(9M83飛彈),最大作戰高度25千米,最小作戰高度0.2千米。對飛機等空氣動力目標的最大殺傷距離為100千米(9M82飛彈)和75千米(9M83飛彈),最小殺傷距離為13千米(9M82飛彈)和6~8千米(9M83飛彈),最大作戰高度30千米(9M82飛彈)和 25千米(9M83飛彈),最小作戰高度25米。飛彈採用初段慣導+中段指令修正+末段半主動尋的制導方式,制導精度6~20米。單發殺傷機率為高空60%,中低空80%~90%。一個S-300V旅最多可同時射擊24個目標。最多可同時制導48枚飛彈。飛彈發射間隔1.5秒, 飛彈發射準備時間15秒。飛彈總數96~192枚。

裝備編制與技術特點

S-300V各飛彈營裝備包括指揮控制裝備,飛彈火力裝備,以及一定數量的支援、保障及維修裝備等。各營下轄1個指揮連、4個發射連。
指揮連對4個發射連進行目標指示和分配,並實施指揮控制。其主要裝備有1輛指揮車以及2部搜尋雷達(環形搜尋雷達和扇形搜尋雷達各1部)。
發射連是S-300V飛彈旅的基本作戰單元,包括1部制導站(即1輛多通道制導跟蹤雷達車),6輛照射發射車,6輛發射裝填車,一定數量的飛彈。發射連既可採用混編火力單元編制,也可採用單一火力單元編制。例如每個發射連裝備4輛9A83發射車和2輛9A82發射車,或6輛都是9A83發射車。
指揮連及其裝備指揮車(9S457-1)是飛彈營的指揮中心,又稱指控站,裝在履帶式底盤上。指揮車控制著4個發射連,共24輛發射車。它接收上級指揮所和預警衛星提供的預警信息,也接收發射連制導站和兩部搜尋雷達的信息,自動監視目標飛行航跡,並確定目標類型,為發射連提供目標優先等級的建議,把目標分配給相應發射連的制導站。指揮車控制所有作戰活動,可探測200個目標,能掌握 70批目標,並能自動選出24批威脅最大的目標分配給4個發射連的制導站。
環形搜尋雷達(9S15MT)是一部三坐標相控陣雷達,能對飛機一類的目標進行搜尋,平均發射功率10千瓦,波束寬度1.5°×1.5°,可探測200個目標,跟蹤75個目標,並把目標數據送到指揮車。它的覆蓋範圍達方位角360°,高低角0°~+55°,作用距離250千米,天線每6~12秒轉1周。
扇形搜尋雷達(9S19MT)也是一部三坐標相控陣雷達,主要用於搜尋反戰術彈道飛彈。扇掃搜尋能夠縮短發現和跟蹤戰術彈道飛彈的時間,以保證對來襲彈道飛彈飛行航跡進行穩定監視。它作用距離250千米,平均發射功率15千瓦,波束寬度1.5°×1.5°,最多處理目標航跡16個,最多識別干擾源6個,搜尋方位90°,高低角有兩檔(0°~+50°、0°~+76°),扇掃周期每秒1周。
發射連S-300V裝備的飛彈由柳利也夫(後由卡姆涅夫)總設計師領導的“創新者”設計局研製,所配備的兩型飛彈採用了模組化組合設計,即兩型飛彈採用相同的攔截器模組(飛彈的二級)和不同的助推器模組(飛彈的一級)。兩種飛彈的二級除防熱有所差別外,其它基本相同。兩級模組採用串聯的固體火箭發動機推進,其區別是9M82有較長的一級固體火箭助推器,因此其彈體較長,射程也較遠。飛彈採用錐形彈體,類似於美國的“斯普林特”反導飛彈,但尺寸要小一些。
地空飛彈通過模組化組合設計,可獲得不同射程和射高的兩型或三型飛彈,和過去單獨設計兩型或三型飛彈相比,這樣能最大程度的縮短研製周期、降低成本。
飛彈平時貯存在發射筒內,採用垂直發射,發射筒內燃氣發生器點火後將飛彈彈射出筒。燃氣壓力為120個大氣壓,飛彈筒內運動時間0.3秒,出筒速度為45~50米/秒,彈射縱向過載約25~30g。彈射至50~80米高度時,一級尾部的矢量發動機點火。二級飛彈(攔截器)採用無翼正常式氣動布局,彈體設計成可產生升力的錐體,尾部帶4個氣動控制舵面。飛彈頭部裝有導引頭、無線電引信、彈上計算機及慣導裝置、戰鬥部、固體火箭發動機及舵艙。攔截器長約6米,彈徑0.715米,可用過載20g,最大攻角30°。
飛彈採用串、並聯複合制導體制,整個飛行過程可分為初段、中段、末段。
S-300V包括兩型飛彈。北約稱9M83為“鬥士”,彈長7.8米,彈徑0.8米,起飛質量2 318千克,最大速度1 700米/秒。9M82被稱為“巨人”,彈長9.918米,彈徑0.8米,起飛質量4 690千克,最大速度2 400米/秒。
飛彈採用半主動雷達導引頭,連續波都卜勒體制。其天線採用三自由度轉動,以保證採用定向戰鬥部時飛彈滾動的需要。引信採用雙波束無線電引信。頭部天線裝在導引頭天線上,隨導引頭天線一起跟蹤目標,用於對付戰術彈道飛彈一類高速目標,能在傾角小於60°內接收目標信號。另外一種為側向天線,波束傾角可調,用於對付飛機等低速目標。引信作用距離60~90米。
戰鬥部採用預製破片殺傷戰鬥部,有大小兩種破片。大破片有1 760塊,重15克,對付戰術彈道飛彈,採用方位上定向飛散的方式,以增大破片飛散密度和戰鬥部的威力半徑。為了彌補脫靶量小時定向起爆方位的不準確,在大破片定向的其它方位增加了小破片,有2959塊,重3.6克。戰鬥部總重150千克,威力半徑20米。破片初速2 000米/秒。
9M82和9M83飛彈分別使用9A82和9A83發射車,每輛發射車上有3名操作員。當發射車進入陣地後,3名操作員在駕駛室進行調整,完成發射點定位和筒裝飛彈豎起,使之進入戰備狀態。從發射車進入陣地到飛彈發射僅需5分鐘。發射車上均裝有照射制導雷達和慣性導航裝置。發射車上的雷達由發射連的制導站遙控,而不是由本車控制。
每輛發射車上裝有飛彈、照射天線、指令發射機及指令天線。照射天線接受跟蹤雷達送來的目標坐標參數並保持對目標的同步照射。兩種車的指令照射天線結構不同。9A82型車的照射天線最大仰角可達110°,以保證對過頂戰術彈道飛彈進行照射。9A83型車照射天線可升高12米,以保證對低空飛機及巡航飛彈等目標的照射。
兩種發射車基本相似,但有兩點不同。9A83裝4枚9M83筒裝飛彈,9A82裝2枚9M82筒裝飛彈;9A83的雷達天線裝在一個摺疊式的高塔上,豎起後比9A82上的雷達天線高得多,可提供方位角360°和半球形的高低角覆蓋,9A82上的雷達成半固定狀態裝在車廂上方,提供±99°方位角,最大仰角110°。
一般情況下,射擊一個目標要從一輛發射車上發射2枚飛彈或從兩輛發射車上發射4枚飛彈。發射程式僅需15秒,每過1.5秒可發射1枚飛彈。
裝填發射車採用與發射車相同的履帶底盤,但沒有雷達,由一台裝載吊具所取代。裝填發射車主要為發射車裝填飛彈,同時還具有運輸、豎起和發射飛彈的能力。但由於沒有雷達,飛彈發射後就使用鄰近發射車上的雷達,完成照射和制導功能。9A85裝填發射車為9A83發射車裝填4枚9M83飛彈,9A84裝填發射車為9A82發射車裝填2枚9M82飛彈。裝填飛彈的時間為5分鐘。
制導站是對發射連6輛發射車實施控制的設備。它實際上是一部相控陣雷達,西方稱之為“柵盤”。它在跟蹤目標的同時,還保持對低空扇區內新目標的搜尋,並遙控發射車上的照射制導雷達。車上裝有數傳天線,保證與鄰近的發射車實施聯絡。
制導站接收營指揮車分配的目標信息,可粗跟蹤30個目標,精跟蹤6個,並控制12枚飛彈同時攔截6個目標。在手控狀態下,它可在150千米處截獲雷達反射面積為2米2的目標,對於0.02米2目標的截獲距離為100千米。

作戰使用過程

S-300V對射程約600千米的戰術彈道飛彈的作戰過程如下。
獲取預警信息足夠的預警時間是S-300V系統攔截戰術彈道飛彈的關鍵。飛彈旅的裝備儘管不能發現起飛段和助推段的戰術彈道飛彈,但也需要在儘可能遠的距離上探測到來襲的戰術彈道飛彈,這將為武器系統提供足夠的預警時間——要求至少5分鐘。預警信息來源於各種感測器,包括遠程雷達、預警衛星等空間感測器。
目標指示、識別、告警,開始發射準備當來襲飛彈進入搜尋雷達作用範圍時,實施初始跟蹤。它們把彈道數據自動地傳送到指揮車,完成初始探測和識別。指揮車上的計算機算出戰術彈道飛彈的彈著點,並指定最近的發射連進行攔截,向發射連發出警報,進行發射準備。
截獲跟蹤目標首次攔截是在9M82飛彈的最大射高處。理論上此時戰術彈道飛彈離發射連40千米,飛彈到初始攔截點的飛行時間大約24秒。指控站遙控指揮制導跟蹤雷達指向目標方向,使其截獲和跟蹤目標,約需5秒鐘。
首批飛彈發射在扇掃雷達給出目標指示後(約需10秒鐘),連續發射兩枚飛彈,一枚9M82,一枚9M83。
首枚飛彈遭遇目標9M82型飛彈遭遇目標時距離飛彈發射點約40千米高度30千米,即目標距離著陸點23秒時。9M82飛彈在殺傷區邊緣上攔截戰術彈道飛彈。在遭遇瞬間,兩種飛彈之間的接近速度大約為4 500米/秒。
第二枚飛彈遭遇目標如果9M82型飛彈不能殺傷目標,9M83即與目標遭遇。
首批第一枚飛彈殺傷目標飛彈與目標遭遇時,導引頭測量脫靶方向,飛彈滾轉到使定向戰鬥部主飛散方向對準目標,引信工作,定向戰鬥部破片擊中目標,使目標彈頭爆炸。
第二批9M83型飛彈發射攻擊目標若第一批9M82、9M83型飛彈均沒能殺傷目標,經1秒的殺傷效果評估後,即可發射第二批9M83型飛彈,遭遇斜距約20千米。此時已不可能對目標進行第三次發射。
如果攔截射程1 000千米的戰術彈道飛彈,由於目標的再入速度更高,因此飛彈對目標的殺傷空域要縮小。

主要特點

——創造了“相同攔截器+不同助推器”,構成不同射程、射高地空飛彈的模組化組合設計模式。
——有機融合了戰術彈道飛彈的裝備構成特點,例如發射筒貯存、運輸、發射綜合使用,發射車運輸、起豎、發射支撐綜合使用,發射筒垂直發射飛彈。
——串、並聯複合制導體制,確保了全程的制導精度要求。初、中、末段串聯制導,中段慣導與指令修正並聯制導。末段沒有採用“愛國者”和S-300PMU所採用的TVM末制導方式,這有利於對付戰術彈道飛彈一類的高速目標。
——採用可形成兩種破片的定向殺傷戰鬥部和雙波束無線電引信,從而使一種飛彈可同時用於對付彈道式、空氣動力式兩大類型的目標。為了使破片飛散方向對準目標,需要導引頭測量目標相對飛彈脫靶方位,在飛彈與目標遭遇前0.2秒內控制飛彈滾動,滾動角速度要求很高,達500度/秒。利用導引頭測量視線角速度進行脫靶方向的識別這在地空飛彈發展史上是首創,可使同樣重量的戰鬥部威力提高15倍。
——將不同射程、射高的兩型飛彈融合到一個地空飛彈武器系統中,能夠起到兩種武器系統的作用效能,這比分別研製兩種均採用單一型號飛彈的地空飛彈武器系統,成本更低、周期更短。這是S-300V最具特點的內容。
——地面制導雷達跟蹤與照射裝備分散配置。地空飛彈地面制導雷達對目標的跟蹤與照射一般都採用一體化的天線裝置,而S-300V的地面制導雷達對目標的跟蹤與照射採用分散配置的雷達天線,二者可通過有線或無線通信聯接。
——可對付多目標與多類型目標。採用多車、多聯裝、垂直發射,可迅速發射多枚飛彈,反多目標飽和攻擊。採用多用途戰鬥部設計,可同時攻擊彈道式目標、空氣動力式目標。
——優勢獨特的飛行彈道。垂直發射後轉彎採用專門設定的矢量發動機而不用燃氣舵,其控制力矩大,使飛彈迅速改變姿態,縮短轉彎時間,有利於及時攔截近距離的目標。採用兩級固體發動機加速,加大了攔截目標時的速度,改善了飛彈速度的平穩性,可以用主動段攔截戰術彈道飛彈。二級發動機點火時刻採用延遲控制,其延遲時間(0.2~20秒)按遭遇點距離而定,以避免遭遇點正好出現在二級發動機熄火時,而引起較大的脫靶量。這雖然不是二次點火發動機,但實際上起到了二次點火發動機的作用。
但S-300V的系統裝備多、重量大、作戰準備時間長,這也是它明顯的缺點。

最新改型——“安泰”-2500

俄羅斯在S-300V基礎上改進研製的新一代反導與反飛機地空飛彈武器系統——“安泰”-2500,是目前世界上唯一一種既能有效攔截射程達2 500千米的彈道飛彈又能攔截巡航飛彈、各種飛機的武器。每個作戰單元(旅級編制)由1個指揮控制中心和4個火力單元(營級編制)組成。前者包括1輛指揮車、1部全向掃描雷達和1部扇面掃描雷達。後者包括1部制導跟蹤雷達和12輛飛彈發射車,其中6輛車各載2枚9M82M飛彈,另6輛車各載4枚9M83M飛彈。
“安泰”-2500可攔截各種飛機和射程2 500千米以內、飛行速度在4 500米/秒以下的不同類型的彈道飛彈。對彈道飛彈的最大攔截距離為40千米,最大攔截高度30千米;對飛機的最大攔截距離為200千米,攔截高度25~30千米。一個作戰單元可與24架飛機或16枚彈道飛彈交戰。
目前,俄已在莫斯科周圍部署了5個“安泰”-2500飛彈營,預計還將在其它重點方向部署。
“安泰”-2500採用了俄羅斯“革新家”設計局研製的9M82M和9M83M型飛彈。這兩種飛彈分別是S-300V使用的9M82和9M83型飛彈的改進型保留了原飛彈的重量及外形特徵、制導方式及作戰模式。但改進型飛彈射程更遠對付各種戰術彈道飛彈及遠程空對地飛彈的效能進一步提高。與此同時飛彈的機動性也大大提高能摧毀高機動目標。
9M82M用於攔截戰術彈道飛彈和中程彈道飛彈以及200千米內的飛行目標飛彈在各飛行段都是可控的。9M83M用於攔截近程、中程彈道飛彈及空中飛行目標。
通過提高雷達信息設備性能和最佳化雷達信號處理方法“安泰”-2500對付小面積的高速彈道飛彈的能力得到進一步提高。一個“安泰”-2500地空飛彈營可在1 000~2 000平方千米範圍內攔截各種型號的彈道飛彈,在12 500平方千米範圍內摧毀敵航空兵器。試驗表明:“愛國者”攔截“飛毛腿”的命中機率為36%而“安泰”-2500則為96%。“安泰”-2500的指揮系統可在遭遇強烈干擾情況下,跟蹤300千米內的200個目標,並對其中的70多個目標實施打擊。

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